Fachbeiträge der Ausgabe:
Entwicklung eines Grubenwärmespeichers in NRW: Hydrogeochemische Prognosen
Ziel von Grubenwärmespeichern ist es, saisonal anfallende Überschusswärme im Sommer in geflutete Bergwerke einzuspeichern und diese im Winter für den Heizbedarf wieder zur Verfügung zu stellen. Die Modellierung der Hydrogeochemie der Grubenwässer ermöglicht Prognosen zu Mineralausfällungen und Korrosion.
Autoren: Felix Jagert, Florian Hahn, Gregor Bussmann, Roman Ignacy, Prof. Dr. Rolf Bracke (GZB – International Geothermal Centre / c/o Hochschule Bochum)
500 m-Tiefensonden für die Sanierung einer Wohnhausüberbauung
Für eine in der Schweizer Gemeinde Herzogenbuchsee durchgeführte Baumaßnahme waren zur energetischen Sanierung von Mehrfamilienhäusen bei stark begrenzter Grundstücksfläche rund zehn DA 50-Sonden à 500 m geplant. Aufgrund der großen Tiefe kamen jedoch nur Hochdrucksonden PN 30 der Jansen AG infrage. Bedingt durch die Geologie wurden die ersten 32 m mittels temporärem Schutzrohr in der Dimension 273 mm verrohrt. Im nächsten Schritt folgte das Abteufen des Bohrlochs mittels Imlochhammerverfahren. Um die Cuttings aus großer Tiefe nach oben zu befördern, waren zwei Höchstdruckkompressoren im Einsatz, die einen Bohrfortschritt von rund 30 m pro Stunde ermöglichten. Die tiefen Erdwärmesonden konnten mittels zwei hydraulischer Haspeln schonend in das Bohrloch eingebaut werden.
Autor: Jürg Wellstein (Fachjournalist)
Ansprechpartner: Dietmar Alge (Jansen AG)
GeoSurf – Neuentwicklung eines Messgerätes zur Dimensionierung sehr oberflächennaher geothermischer Anlagen
Oberflächennahe geothermische Anlagen in Form von Erdwärmekollektoren stellen bei ausreichend zur Verfügung stehender Fläche eine nachhaltige, ressourcenschonende und emissionsarme Form der Energienutzung dar. Die mögliche Entzugsleistung (W/m) dieser regenerativen Energiequelle ist abhängig von der Wärmeleitfähigkeit und vom Wassergehalt des Bodens. Um den Wirkungsgrad und damit die Dimensionierung solcher Anlagen detaillierter planen zu können, sind Angaben zum geothermischen Potenzial des betreffenden Bodenkörpers nötig. Das neu entwickelte Gerät ermöglicht solche Angaben vor Ort einfach und schnell.
Autoren: Hans Schwarz, Dr. David Bertermann (beide: GeoZentrum Nordbayern/Lehrstuhl für Geologie), Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn, Dr. Markus Kübert (tewag Technologie-Erdwärmeanlagen-Umweltschutz GmbH), David Schmidt (WFS Elektrotechnik GmbH)
Die Fazies von Sandsteinen als Schlüssel erfolgreicher Geothermieprojekte
Sande werden in natürlichen Ablagerungssystemen akkumuliert, wie sie Deltas, Seen, Küsten, Flüsse oder Seen bilden. Je nach Position im Ablagerungsraum unterscheiden sich bereits ihre primären hydraulischen Eigenschaften. Während der anschließenden Versenkung dieser siliziklastischen Bildungen werden die Sande diagenetisch verändert – es entstehen Sandsteine. Die Rekonstruktion dieser primären Ablagerungsräume hilft, die Bereiche im Untergrund zu identifizieren und zu charakterisieren, welche geeignete Sandsteine für eine geothermische Nutzung enthalten.
Autor: Dr. Markus Wolfgramm, Dr. Jens Zimmermann (beide: Geothermie Neubrandenburg GmbH), Dr. Matthias Franz (Geowissenschaftliches Zentrum der Georg-August-Universität Göttingen)
Innovatives Bohrverfahren im Praxiseinsatz
Vor allem in sensiblen Ökosystemen ist die grabenlose Erdverlegung von Rohrsystemen eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Verfahren. Das Kompetenz-Center Rohrleitungsbau der Köster GmbH nutzte hierfür erstmals das von der Herrenknecht AG entwickelte Bohrverfahren „E-Power Pipe“. Vorgestellt wird die innovative Technik im Praxiseinsatz.
Autoren: Jürgen Höchst (Köster GmbH), Dr. Marc Peters (Herrenknecht AG)
Bewertung der Wirksamkeit des KKS an wechselstrombeeinflussten Rohrleitungen
Die aktuellen Modellvorstellungen für die beim Kathodischen Korrosionsschutz (KKS) ablaufenden Prozesse ermöglichen neue Ansätze, um die Korrosionsgefährdung einer Rohrleitung zu bewerten. Unter Berücksichtigung der relevanten Einflussgrößen wird es erstmals möglich, die Wirksamkeit des KKS entlang der Rohrleitungstrasse auf Grundlage der objektiv messbaren Parameter „Einschaltpotenzial“, „Wechselspannung“, „Bodenwiderstand“ sowie „Spannungstrichter“ zu bewerten. Diese Aspekte ermöglichen nicht nur eine verbesserte Planung von KKS-Anlagen, sondern auch die Bewertung von deren Wirksamkeit. Auch kann eine Grundlage für Maßnahmen geschaffen werden, um die Gefährdungssituation zu verringern. Dabei werden erstmals alle Einflussgrößen in der Bewertung berücksichtigt.
Autor: Dr. Markus Büchler (SGK Schweizerische Gesellschaft für Korrosionsschutz)
Sanierung von Gussrohrleitungen bei gleichzeitiger Herstellung eines KKS für die sanierte Altrohrleitung
Gussrohrleitungen sind aufgrund der Ausführung der Rohrverbindungen als Muffe nicht durchgehend elektrisch leitfähig. Damit ist die entscheidende Voraussetzung nicht gegeben, sie mittels Kathodischen Korrosionsschutzes (KKS) vor einem Materialabtrag durch Korrosion zu schützen. Im Rahmen des Forschungsprojektes „KKS-Liner“ wird ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe die durchgängige elektrische Leitfähigkeit bestehender Gussrohrleitungen hergestellt werden kann. Hierbei soll während der Sanierung ein Metall-Gewebe in die Rohrleitung eingebracht werden. Versuche im Labor und in einem kleintechnischen Versuchsaufbau zeigten, dass ein mittels Close-Fit- Verfahren sanierter Leitungsabschnitt nach Beendigung des kristallinen Schrumpfungsprozesses des Liners eine elektrische Längsleitfähigkeit aufweist und damit mittels einer KKS-Anlage vor einem Außenkorrosionsangriff erfolgreich geschützt werden kann.
Autoren: Christoph Förster, Gabriele Krüger (beide: IAB – Institut für angewandte Bauforschung Weimar gGmbH)
Neubau von oberirdischen Brunnenabschlussbauwerken
Im DVGW-Regelwerk W 122 sind allgemeine Anforderungen für den Bau von Brunnenabschlussbauwerken formuliert. Aus betrieblichen und technischen Gründen werden häufig oberirdische Brunnenabschlussbauwerke ausgeführt, unterirdische Schächte spielen lediglich bei weniger wichtigen Brunnen bzw. Brauchwasser- oder Löschwasserbrunnen noch eine Rolle. Beschrieben wird die Planung und Ausführung eines oberirdischen Brunnenabschlussbauwerkes, das aufgrund der betrieblichen Erfordernisse und des exponierten Standortes in einem Landschaftsschutzgebiet besondere Anforderungen erfüllen musste. Als eine der betrieblichen Anforderungen sollten neben den üblichen elektrischen Anlagen auch Steuerungseinrichtungen sowie ein Frequenzumformer im neuen Bauwerk untergebracht werden. Um sichere Arbeiten, z. B. beim Pumpenziehen auf dem Bauwerk, ausführen zu können und um Auflagen des Landschaftsschutzes zu genügen, wurde das rechteckige Bauwerk mit seitlichen Gabionen und Treppen ausgeführt.